全系列粒径分析仪、激光粒度仪

粒径分析是材料研究分析，或材料品管上，所不可或缺的步骤。因为材料颗粒的粒径大小，往往会显著影响材料的稳定性、外观、流动性、 以及化学反应特性。势动科技为您引进推荐基于成熟技术所设计的粒径分析仪器，不同的规格选择，让您更有效运用有限预算，达成最高效率的研究、品管需求。

粒径分析仪是用来分析材料微粒尺寸的专用仪器，将测量的统计结果，以D10, D50, D90三种分布尺寸呈现，并以跨度 (Span) 来表示微粒尺寸的一致程度。市面上有各种基于不同粒径分析仪原理技术，所发展出来的粒径分析仪，这些不同种类的基础技术方法，所适用的场合条件不尽相同，分析的极限、精密度也不尽相同。当然，不同技术背后牵涉的复杂性，也会反映在仪器的成本价格上。因此，根据材料的尺寸特性，来选择一部合适的粒径仪，是材料研究非常重要的先决条件。

其中，雷射绕射法所涵盖的范围最广，也是目前市面上最普遍的粒径测量技术，机型齐全，品牌众多，根据功能与自动化程度，价格差异也颇大。

主流雷射粒径分析仪

一般在10nm 以上的材料微粒尺寸，多半会选择雷射绕射法的粒径分析仪来测量，并根据材料的特性，分为湿式量测与干式量测两种主流方法。两者的差异，主要在于分散样品的方式，以分散的均匀程度来说，湿式法更为理想，但有些样品在溶剂中会溶解或悬浮，只能选用干式粒径仪。

湿式粒径仪

湿式分散的原理，是利用液态流体（一般是纯水）与超音波震荡，将样品在液体中均匀分散、用湿式粒径仪的雷射检测分析。一般来说，若是样品不容易被溶解，且不会在液态中团聚、悬浮，那么湿式雷射粒径仪将是首选。

干式粒径仪

干式分散的原理，是利用加压空气吹散样品。干式粒径仪的均匀度没有湿式分散好，但针对一些无法放置于液态中的微粒材质，比如土壤会被溶解成更细微的颗粒，雷射震荡的过程也溶液破碎。诸如此类的样品，干式雷射粒径仪则是必要的选择。

电子影像辅助 

此外，高阶的雷射粒径分析仪，多半会佐以「型态摄影法」来辅助，以高倍率显微镜或SEM电子显微镜，实际观察微粒的外型、尺寸，并对测量结果予以适当的比例调整。市面上也有纯粹电子影像的粒径分析仪，但这类粒径分析仪受限于视野FOV过小的限制，只能获得片面的结果，若要全面了解某一个样品的特性，需要大量的影像与分析时间，比较适合学术研究或先期产品开发阶段。

奈米级微量分析

小于 10nm 的超小微粒量测，则可以考虑采用「动态光散射法」或「泰勒离散分析法」。这类的粒径分析仪，不采用大范围的超音波分散方法，而是提取微量的样品到特定空间进行量测，微量珍贵的奈米级样品，更适合这类的粒径分析仪。

专业粒径分析仪代理

您在寻找一部合用的粒径分布仪吗？势动科技为您引进多种功能，高性价比的全自动雷射粒径分析仪，干式/湿式法各种机型，若您想了解更多有关于这些雷射粒径分析仪的细节，请浏览粒径分析仪产品网页，或联络势动科技，我们将有专人为您服务！或回复您委测需求。

各种粒径分析方法一览

以下列出各种粒径量测技术简介，以及该技术所适用的粒径尺寸范围，由大至小排列。

粒径分析方法以及适用的微粒尺寸：

型态摄影法 (Morphological Imaging) 粒径分析

型态摄影法粒径分析的原理

利用显微镜与高速摄影机捕捉微粒外型，透过测量微粒固体的长、宽、外观型态、圆形度、凸度，组合评估，来计算更趋近于实际状况的等效球体统计。

型态摄影法应用实例

比方说，我想要进一步了解微粒的纹理粗细，表面是亮是暗，就可以观看高速摄影机所捕捉的微粒影像，以佐证雷射光学实测的结果。

型态摄影法优点

型态摄影法可看到微粒粉末的实际外观，对于其他分析方法无法得知的样品型态，边缘粗糙度、长宽比例，等等这些样貌，型态摄影法可一览无遗。从SEM电子显微影像中，可以观察到现实中的粉末微粒，都不是完美的球状。

型态摄影法缺点

对于差异大、形状不规则的微粒，无法以巨观的角度统计结果，而且外型多样的粉末微粒，无法轻易用软体统计出合理的样品粒径分布。尤其高倍率的SEM电子显微镜，仅能片面观察很小的可视范围，若要客观分析样品，需要大量时间移动可视范围采集足够多更大面积的影像，才能获得客观的结果，对于颗粒大小不均程度高的样品，或者需要大量、高效率粒径分析的品管场合，建议采用其他的粒径分析方法。

显微成像的水泥粉末的实际样貌，层层交叠且型态复杂

辅以型态摄影法的 S3 Plus 雷射粒径分析仪

可以参考这部结合雷射绕射法与型态摄影法、功能最强的高阶粒径分析仪，「S3 Plus 顶级显微雷射粒径仪」。

空间滤波测速法 (Spatial Filter Velocimetry) 粒径分析

空间滤波测速法的粒径分析原理

让微粒垂直通过横向的雷射光束，然后在雷射光束轴向一端，放置线性光纤阵列光电感测器，来感测微粒的阴影移动，利用空间滤波器原理，获得微粒的移动速度。

另外，利用施以一固定频率的脉冲信号混合量测，便可以同时测出微粒的移动时间。有了微粒的移动速度跟经过时间，便能还原估算出微粒的弦长 (沿著移动方向的微粒长度)。

★雷射绕射法 (Laser Diffraction) 粒径仪

雷射绕射粒径分析法的原理

这是一种从巨观角度，来统计一群微粒平均粒径的方法，而不是实际去测量一颗颗微粉的尺度。根据米氏散射(Mie Scattering) 原理，当雷射光照射在不同尺寸的微粒上，会造成光波的波前产生不同的绕射结果。其原理就像水中的涟漪，碰到前方阻碍前进的石头时，涟漪会分开型成两个方向的涟漪，之后又会交叠形成更复杂的干涉波纹。当微粒的半径接近或大于雷射的波长，大部分的光线会沿著行进方向前进，雷射光斑图样，看起来聚焦的程度越高。反之，照射在颗粒比较小的微粒，则会有更多的散射，雷射光斑的图样，看起来更分散模糊，一圈圈的绕射更分散。

网路上有些文章提到，雷射绕射法需要透明度高的样品微粒，这种说法实属误谬、缺乏专业。透明度高的样品微粒，反而需要考虑样品的折射率，在软体中预先输入即可。对于透明度高的样品，采用型态摄影法，一样会遇到照明方式选择(环形光、漫射光) 产生判读失真的问题。

不同尺寸颗粒的雷射光斑投影

雷射绕射法粒径分析的应用实例

利用数十个光侦测器，覆盖雷射散射光约莫170度的角度范围，来测量散射光的角度与强度，甚至图样。并将数据转换为粒度分布图。根据 ISO13320 的规范，以分部百分数的 D10，D50，D90 作为描述数值的规范，将结果显示在「粒径分布曲线图」。目前雷射绕射法是使用最广泛的粒径分析法，势动科技提供多种型号的雷射粒径分析仪推荐给您。

干式、湿式快速切换，自动校正

共振质量法 (Resonant Mass Measurement) 粒径分析

共振质量粒径分析方法的原理

跟原子力显微镜的设计有异曲同工之妙，共振质量法同样是用微机电感测器 (MEMS)，只是把悬臂上的探针改成微流体通道。当不同尺度的微粒组合，通过微流体通道，会对悬臂产生浮力，并在悬臂上产生共振频率信号，透过雷射光来量测悬臂的共振频率，便能得到微粒的质量，并换算为尺寸。

带电粒子适合共振质量法

这种方法的优点特色，是可以测量带正电或负电的样品颗粒，比方说，区分出生物制剂中的蛋白质聚集体。

奈米粒子追踪分析法 (Nanoparticle Tracking Analysis) 粒径分析

奈米粒子追踪粒径分析的原理

这是一种基于显微视讯影像技术的方法，以雷射光作为显微镜的光源，并以高速摄影机，追踪视野范围内，一颗颗微粉的位移状况。根据 斯托克斯-爱因斯坦 动力学定律，小颗粒会比大颗粒移动的快。从微粒的迁移率与介质黏度，套进「斯托克斯-爱因斯坦」方程式，便能得到微粒的半径。这个方法常见于生医方面的粒径量测。

动态光散射法 (Dynamic Light Scattering) 粒径分析

动态光散射粒径分析原理

一样是基于 斯托克斯-爱因斯坦 动力学定律所设计的粒径分析方法，实验过程中，溶液中的微粒并不会完全静止，而是不断进行著布朗运动。

动态光散射法 DLS，跟雷射偏振法的测量原理不一样。它是利用雷射光照射在微粒分子上，让分子中的电子产生振荡偏振，并因此成为二次光源产生散射光，散射光相对于入射光束呈 90° 角完全平面偏振，而且散射光的强度，跟微粒的直径与偏振度成正比。透过测量计算散射光的强度，可获得微粒的扩散系数。套入斯托克斯-爱因斯坦方程式，便能计算出微粒的半径。

动态光散射粒径分析的实际测量

然而，实际的测量，会比上述原理要复杂得多。因为当入射光束照射微粒时，溶液中的所有分子都会有散射光。这些散射光的相互作用下，将产生不同程度的相长干涉和相消干涉，而且相消干涉更为常见。这些相互作用的结果，是整体溶液散射发生波动，并且其强度（每个分子）通常远小于理论上由单一分子产生的散射强度。因此，DLS 以光散射与时间相关的方式，测量散射强度的这些波动，并经过复杂分析，获得微粒尺寸的分析资料。

动态光散射法的相关粒径分析应用

动态光散射法，是目前常见用来测量 <1um 的奈米微粒，目前的技术，精密度能测量小于 10nm 的奈米微粒。

势动科技为您引进最先进基于动态光散射法的粒径分布仪产品。欲了解更多细节，请浏览 动态光散射粒径分析仪产品网页。

泰勒离散分析法 (Taylor Dispersion Analysis) 粒径分析

泰勒离散粒径分析法的原理

这个方法，是将微粒样品溶液注入微毛细管中，样品会沿著毛细管扩散运动。在毛细管的一侧，连续测量毛细管横截面，样品通过截面时的紫外光吸光值，便能获得吸收值对 时间的动态曲线图，也称为泰勒图 (Taylorgram)。这个图会呈现钟型曲线，代表微粒通过该截面的位置的浓度变化。分析泰勒图的钟形曲线宽度，便一样能得到动力学原理的扩散系数。最后一样透过斯 托克斯-爱因斯坦方程式，便能获得微粒的半径。

泰勒离散分析法的应用

泰勒离散分析是目前能够侦测最小粒径的技术，可以测定 <1nm 的微粒，目前被应用在生医上的粒径量测，如赋形剂、药物载体的粒径分布仪。

粒径分析仪如何应用在相关产业？

粒度分析可获得微粒尺寸分布的资讯，测量结果可用于计算微粒的不同属性，以及它们在特定条件下的行为。这些资讯，对于工业制程上，实现不同的目标至关重要。

石化工业

在化学反应过程中，固体颗粒的表面积对于决定化学反应的速率很重要。比方说，碳氢化合物燃料的生产，涉及将CO和H2转化为碳氢化合物，也称为费托制程 (Fischer–Tropsch process) 。该制程使用钴作为反应的催化剂，其表面积从200奈米减少到9奈米，将大大提高碳氢化合物的产出。

制药业

小颗粒代谢更快

颗粒大小会影响物质溶解的速度。制药业在设计药物时会使用这些信息。水溶性药物如果粒径较小，溶解速度也会更快。

药物设计

口服或鼻腔药必须能够穿透肺部，制药公司在设计此类药物时必须考虑颗粒大小。

药物输送

药物的粒径会影响扩散速率、免疫反应和药物的摄取、递送。因此，粒径资讯至关重要。

建材工业

较大的颗粒比小的颗粒堆积更差，可以透过减少颗粒尺寸来提高填充密度，但这也会减少空隙率。粒径分布影响水泥浆体中，水泥颗粒的堆积密度、水化速率和水化量。分析水泥的粒径，可以制作出最恰当的建材。

水处理业

悬浮液中的颗粒，从流体中沉降出来，通常会在流体下方。而沉降速率，取决于颗粒的大小。在水净化过程中，悬浮在水中的固体会透过沉淀物被去除。如何能够更有效率的处理，也是粒径研究的范畴。

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